以CIMS为主导的制造业五种技术改造发展趋势

    目前，全球以计算机集成制造系统(CIMS)为主导方向的制造业已经进入了集成化、网络化、智能化的时代，作为制造大国，中国提升制造业技术水平和竞争能力的关键是新技术、新工艺的推广和应用。特别是，先进制造技术是传统制造业不断吸收机械、信息、材料的现代管理技术等方面的最新成果，并将其综合应用于产品开发与设计、制造、检测、管理及售后服务的制造全过程。

    在此，选取了5项先进制造领域涉及面广、应用研究十分活跃的关键技术——柔性制造、虚拟制造、敏捷制造、工业机器人和绿色制造，分析介绍其最新的研究成果与应用实例。

    柔性制造

    有关柔性制造的定义一直未形成统一的认识。不过无论如何，其主要特征是依靠有高度柔性的以计算机数控机床为主的制造设备，来实现多品种、小批量的生产。其总趋势是：生产线越来越短，越来越简洁，设备投资越来越少；中间库存越来越少，场地利用率越来越高；生产周期越来越短，交货速度越来越快；各类损耗越来越少，效率越来越高。

    实现柔性制造可以大大降低生产成本，强化企业的竞争力。为了在残酷的竞争中生存和发展，企业就必须研究一些低成本并且能够快速反应的制造方法，柔性制造就是这些方法的总称。因此，与其说柔性制造是一种生产方式，不如说柔性制造是一种制造理念。

    20世纪60年代末至70年代初，美国、日本、前苏联、德国等发达国家先后开展了柔性制造技术以及装备的研制工作。1976年，日本法纳科公司展出的柔性制造单元为发展柔性制造提供了设备基础。1980年代，随着柔性制造技术的成熟，柔性制造得到了迅速发展，并主要应用于飞机、汽车制造等。

    以汽车制造业为例，依靠计算机、加工中心和数控机床组成的柔性自动加工系统，使从前的单一品种大批量的生产方式，转向中小批量、多品种、适应市场要求的精益生产方式，使汽车生产企业的经济效益和管理水平有了较大提高。

    国外汽车工业中，主要汽车厂商如通用、福特、宝马、奔驰等公司都采用了柔性制造系统。例如，日本汽车业在1970年代开始大力发展柔性制造，到1987年已经形成较大规模，拥有数控机床2万余台，柔性制造生产线21条。柔性制造为日本汽车工业生产率追上并超过美国创造了条件。

    中国国内汽车制造业也较早在一些工艺流程和产品制造中尝试了柔性制造。如第一汽车集团在焊装车间等使用多种机器人，在生产工序上机械手以及其他自动化设备不断增多，一定程度上可实现多品种的混线生产;上海通用汽车公司的柔性化生产线涵盖了各大总成及整车等制造环节，提高了产品换代速度。

    随着各类先进加工技术的相继问世，柔性制造技术本身也在不断完善和提高。如瑞士的一家公司采用由激光加工中心及CNC自动车床和自动磨床组成的柔性制造单元，该单元由于改用激光加工中心来代替原来的铣床，生产率提高了很多倍，而且产品精度高、质量好。各种相关技术的不断进步，促使柔性制造规模不断扩大，将给制造业带来深刻的影响。

    但需要指出的是，近30年的实践证明，尽管柔性制造生产模式大大推动了制造业的发展,但由于受到各方因素的制约，它的实际效果距人们的期望值还相差甚远。